- Zahtevane komponente:
- Kaj je signal PWM?
- Shema in obrazložitev generatorja časovnika PWM 555
- Simulacija generacije PWM z uporabo 555 Timer IC:
PWM (Pulse Width Modulation) je pomembna lastnost vsakega današnjega mikrokrmilnika zaradi njegove potrebe po skorajda številnih napravah na vseh področjih elektronike. PWM se pogosto uporablja za krmiljenje motorjev, nadzor razsvetljave itd. Včasih v svojih aplikacijah ne uporabljamo mikrokrmilnika, in če moramo generirati PWM brez mikrokrmilnika, imamo raje nekaj splošnih IC, kot so op-amp, časovniki, impulzni generatorji itd. za generiranje PWM uporabljajo 555 IC časovnika. 555 IC Timer je zelo uporaben in splošno uporaben IC, ki se lahko uporablja v številnih aplikacijah.
Zahtevane komponente:
- 555 IC-časovnik -1
- 10K lonec -1
- 100ohm upor -1
- 0,1uF kondenzator -1
- 1k upor -1 (neobvezno)
- Daska za kruh -1
- 9v baterija -1
- LED -1
- multimeter ali CRO -1
- Jumper žica -
- Priključek za akumulator -1
Kaj je signal PWM?
Modulacija širine impulza (PWM) je digitalni signal, ki se najpogosteje uporablja v krmilnih vezjih. Ta signal je nastavljen na visoko (5v) in nizko (0v) v vnaprej določenem času in hitrosti. Čas, v katerem signal ostane visok, se imenuje "on time", čas, v katerem signal ostane nizek, pa "off time". Kot sta opisana spodaj, obstajata dva pomembna parametra za PWM:
Delovni cikel PWM:
Odstotek časa, v katerem signal PWM ostane VISOK (pravočasno), se imenuje delovni cikel. Če je signal vedno vklopljen, je v 100% obratovalnem ciklu in če je vedno izklopljen, je 0% obratovalni cikel.
Delovni cikel = čas vklopa / (čas vklopa + čas izklopa)
Pogostost signala PWM določa, kako hitro PWM zaključi eno obdobje. Eno obdobje je končano VKLOP in IZKLOP signala PWM, kot je prikazano na zgornji sliki. V naši vadnici bomo nastavili frekvenco 5KHz.
Opazimo lahko, če LED pol sekunde ugasne, druge polovice sekunde pa sveti. Če pa se je pogostost vklopov in izklopov povečala z "1 na sekundo" na "50 na sekundo". Človeško oko te frekvence ne more zajeti. Za normalno oko bo videti LED, ki sveti s polovico svetlosti. Tako se z nadaljnjim skrajšanjem časa vklopa LED zdi veliko svetlejši.
PWM smo že uporabljali v mnogih naših projektih, preverite jih spodaj:
- Modulacija širine impulza z ATmega32
- PWM z Arduino Uno
- Ustvarjanje PWM z uporabo mikrokrmilnika PIC
- Vadnica za PWM Raspberry Pi
- Krmiljenje enosmernega motorja z Raspberry Pi
- 1-vatni LED zatemnilnik
- LED zatemnilnik na osnovi Arduina z uporabo PWM
Shema in obrazložitev generatorja časovnika PWM 555
V tem generacijskem vezju PWM smo , kot smo že omenili, uporabili 555 IC Timer za generiranje PWM signala. Tu smo z izbiro upora RV1 in kondenzatorja C1 nadzorovali izhodno frekvenco signala PWM. Namesto fiksnega upora smo uporabili spremenljiv upor za spreminjanje delovnega cikla izhodnega signala. Polnjenje kondenzatorja preko diode D1 in praznjenje skozi diodo D2 bo ustvarilo signal PWM na izhodnem zatiču 555 časovnika.
Spodnja formula se uporablja za določanje frekvence signala PWM:
F = 0,693 * RV1 * C1
Celotno delovanje in prikaz generacije PWM je podan v videu na koncu, kjer lahko najdete PWM učinek na LED in ga preverite na Multimeter.
Simulacija generacije PWM z uporabo 555 Timer IC:
Spodaj je nekaj utrinkov: